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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik schaltung mit lipo puffern, lade-ic, tiefentladungsschutz


Autor: dare (Gast)
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Hallo!
Ich bin gerade bei der Neugestaltung meiner Spannungsversorgung.
Gerne würde ich einen LiPo-Akku als Puffer einschalten. Ich denke da an 
die I-Pod Akkus (4,7 V) da es diese günstig in der Bucht gibt.
Nun habe ich ein paar Fragen:

1. Ich habe da letztens das Datenblatt eines IC´s gelesen (Maxim glaub 
ich). Gabs auch bei Reichelt. Nun habe ich aber vergessen wie er hiess 
und finde ihn nicht mehr :( Kann mir jemand sagen wie ich mit möglichst 
geringem Schaltungsaufwand (Platine muss klein bleiben) ne Laderegelung 
realisieren kann? (IC?).

2. Da liess sich die Ladespannung und der Ladestrom begrenzen. Weiss 
jemand was bei IPod-Akku geht?

3. Wenn es zu einem Abfall der Versorgungsspannung kommt läuft das Gerät 
noch ein bisschen weiter und schaltet dann die meisten Verbraucher ab. 
Dies löse ich über den Komperator (Versorgungsspannung ist per Diode vom 
Akku getrennt. Hinterm Akku kommt ein 3,3V Regler. Dahinter vielleicht 
noch ein Spannungsteiler und die Sollspannung liegt bei 2,x V; 
ist-Spannungs teile ich dann vor Akku&Diode von 5V auf 3V runter. Wenn 
nun die Versorgungsspannung abfällt und unter 2,x Volt fällt bekomm ich 
nen Interrupt) oder über nen einfachen Interruptpin der nen Interrupt 
auslöst wenn der Pin low geht (alles bis 2,9 Volt wird als high gewertet 
oder?).
Was ist besser?

4. Danach läuft noch ein System (Alarm) welches natürlich möglichst 
lange ohne Netzstrom auskommen soll. Ab welcher Spannung muss ich die 
restlichen Verbraucher abschalten? 3V? Muss ich die über den A/D messen 
oder könnte ich das theoretisch auch über nen Spannungsteiler und nen 
Controllerpin lösen?

Autor: dare (Gast)
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3,7V natürlich...

Autor: dare (Gast)
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max1811

Autor: dare (Gast)
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"The device can be configured for either a 4.1V or 4.2V battery, using 
the SELV input. The SELI input sets the charge current to either 100mA 
or 500mA."

Weiss jemand die Ladespannung und den Ladestrom von so nem Ipod-Akku?


"The MAX1811 is a single-cell lithium-ion (Li+) battery charger"

Ist das Ding überhaupt geeignet für nen Ipod-Akku?

Autor: jack (Gast)
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>Ist das Ding überhaupt geeignet für nen Ipod-Akku?

Ein ipod-Akku ist ein stinknormaler Li-Ionen-Akku, also nichts 
besonderes.

Autor: jack (Gast)
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Achso, nochwas zu Spannung und Strom:

Ladeschlußspannung 4,2V.
Wenn man nur die Wahl zwischen 0,5 und 0,1A hat, würde ich die 100mA
bevorzugen. Bei höheren Ladeströmen altert der Akku etwas schneller.

Autor: dare (Gast)
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Ich tu mich da ziemlich schwer. Meine Schaltung wird vermutlich mehr als 
100mA ziehen...
Das mit den 4.2V ist auch hilfreich!
Grüße!

Autor: avion23 (Gast)
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Hallo dare,
schonmal auf wikipedia.de nachgeschaut?

Ladeschlussspannung heute 4,2V,
Entladeschlussspannung 3,0V,
unter 3,3V ist kaum noch Kapazität vorhanden (siehe U/t Diagramm).

D.h. bei 3.5V langsam alles herunter fahren, bei 3.3V abschalten.

Laden geht mit Spezial-ICs. Oder einstellbarer Spannungsregler à la 
LM317. Eine floating charge über 4,0V ist nicht gut, weil der Akku sich 
zersetzt.

Kein low-drop Spannungsregler o.ä. verwenden. Zuviel drop, zuviel 
Eigenstromverbrauch. Besser µC direkt an li* Zelle hängen.

Maximaler Strom beim laden sind 0,5C - 1C. Weniger ist besser für die 
Lebensdauer und doppelter Strom bedeutet nicht halbierte Ladedauer!

Ansonsten http://de.wikipedia.org . Billige "ipod"-Akkus gibt es unter 
http://www.dealextreme.com .

Autor: dare (Gast)
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Ich wollte die Spannung hinterm Akku schon regeln.
Von 3,7 Nennspannung auf 3,3 runter ist aber ja nicht sooo viel.
Was ist floating charge? Gleichzeitig laden und entladen?
Das war eigentlich schon angedacht...

Autor: dare (Gast)
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Der Maxim-IC mit welchem ich lade lädt also mit einem Ladestrom von 
0,5A.
Ich bin mit der Schaltung noch nicht durch aber das wird grenzwertig.
Die meiste Zeit kommt aber ohnehin Saft aus der externen Quelle. Derzeit 
aber leider nicht direkt in der Zielschaltung an.

Ist-Zustand
Externe Quelle---->Lade-IC---->Akku----->Zielschaltung

Ich kann ja nicht einfach die externe Quelle zusätzlich an die 
Zielschaltung hängen da die Spannung ja sonst auch am Akku anläge.
Den Akku mit einer Diode abzusichern kommt ebenfalls nicht in Frage weil 
an dieser die Spannung ja abfiele.
Nun kommen mir auf Anhieb zwei Ansätze:

1.) Relais schaltet zwischen externer Versorung und Akku um 
(Kondensatoren puffern die Zeit zwischen dem Schalten). Also ein Relais 
hinter die externe Versorgung. Dieses zieht an wenn Saft kommt und somit 
wird die Zielschaltung dann ausschliesslich aus der externen Quelle 
versorgt. Es fällt dann ab wenn die externe Quelle versagt und schaltet 
auf Akkubetrieb um.

2.) Ich hänge die externe Versorgung doch mit an den Akku. Vielleicht 
mit einer Spannung welche im Ladevorgang keine Rolle spielt (3,3V?).
Das würde sich allerdings kritisch auswirken wenn ein Akku tiefentladen 
ist (sind sie das eigentlich wenn sie aus der Packung kommen? Manchmal 
ja-manchmal nein könnte ich mir vorstellen). Schliesslich lädt dann der 
IC nur mit 2V oder so. Spricht ausserdem noch etwas dagegen?

Wie würdet Ihr das lösen? Doch mit Diode und anschliessendem Hochsteppen 
der Spannung?

Autor: dare (Gast)
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Niemand? Ich kann das mit dem Relais leider nicht machen. Das relais ist 
mit <8ms angegeben. Die Spannung fällt aber zu schnell ab. Beim 
Umschalten gäbs einen Reset. Also würde das Ding neu starten sobald man 
den Netzstecker einsteckt/abzieht.
Eine Diode wäre wirklich das Objekt der Wahl denke ich. Dann könnte ich 
ja die externe Versorgung einfach Parallel zum Akku speisen.
Oder kann ich einfach 3,3V Parallel speisen?

Also:
5V VCC--->Lade-IC--->Akku--->Zielschaltung
|
Regler 3,3V----------------->Zielschaltung

Löst das mein Problem? Was hält der Low-Drop davon wenn er auf 3,3 
regelt und auf der Seite des Vout-Pins 4.2 anliegen?
Was passiert denn mit einem tiefentladenem Akku wenn er mit 3.3V geladen 
wird?
Wenn ich es so mache:
5V VCC--->Lade-IC--->Akku--->Diode--->Zielschaltung
|
Regler 3,3V----------------->Diode--->Zielschaltung

Dann bin ich zwar etliche Probleme los, habe aber auch nur noch 2.6V die 
ich dann auf 5 hochsteppen muss...

Ich wäre für einen Lösungsansatz wirklich dankbar.

Die Zielschaltung versogt halt ein Navilock GPS-Modul,2 Atmegas,nen 
Quarzoszi,ein LCD samt Hintergrundbeleuchtung (200mA bei 5V - da ich die 
Akkuspannung hochsteppe weiss ich nicht was auf der Akkuseite gezogen 
wird),nen Max6675,ein paar andere IC´s,ein Relais (leider - aber 
irgendwie muss ich den Akku ja trennen wenn Tiefentladung droht)
Alles in allem uU grenzwertig bei den 500mA die der Max1811 liefert 
(wenn er denn das maximum liefert).

Bitte... irgendwer einen Tipp?

Autor: dare (Gast)
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Nächste Idee:

Ich nehme zwei Akkus. In Reihe ergibt das ~7.2V.
Da wär die Diode kein Problem mehr.
Viel mehr die Frage wie man das schalten kann.
Man braucht doch schon zum entladen einen Balancer. Kann man die Akkus 
überhaupt in der Schaltung laden?
Also jeder Akku nen eigenen Max1811 bei Reihenschaltung?
Und gleichzeitig System load dran?

Autor: dare (Gast)
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Ich werde jetzt vermutlich einfach mit schottky-dioden arbeiten.
also hinterm Akku auf 3,3v regeln (ist das überhaupt nötig? der mc34063 
arbeitet als step-up. wenn ich jetzt 3,6 oder 4,2 v angebe (im script 
unter dem link oben) bekomme ich ne Fehlermeldung. Bei gleicher Spule 
und Kondensator - kommen da bei unterschiedlichen Eingangsspannungen nun 
verschiedene Spannungen raus oder ist Vout stabil und ich muss vorher 
nicht regeln?), auf 5v hochsteppen und dann ne Schottky.
externe spannung ist auch auf 5v geregelt. die einfach auch mit ner 
schottky an die schaltung. dann hab ich ja noch so 4.6V oder so was laut 
Datenblatt reicht (4.5-5,5V). Alle anderen Komponenten habe ich jetzt 
schon mit 4.3V im Einsatz und das geht ohne Probleme...
Cheers!

Autor: dare (Gast)
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Wenn das so leicht wäre...
Die Schottkys haben bei 500mA ja alle so zwischen 0.8-1.0V 
Spannungsabfall.
Das ist ja noch schlimmer als bei normalen Dioden.
Wie trenne ich denn diese beiden Quellen voneinander ohne gleich 0.7V zu 
verlieren?

Uextern=5V-----?
Uakku=5V-------?        ----Verbraucher

Umschalten per Relais kommt nicht in Frage weils zu lang dauert...
Das schöne daran wenn man nur die Flussrichtung kontrolliert und nicht 
gleich umschaltet ist ja auch das bei Schwankungen von Uextern Uakku 
immer noch am Start ist.

Uextern kommt übrigens aus einem Low-Drop-Spannungsregler und hängt 
gleichzeitig am Max1811 Vin.
Uakku kommt aus dem Vout vom Step Up(MC34063).
Die mögens sicher nicht wenn sie selbst nichts liefern und an ihren 
Ausgangspins Spannung haben. Der Max1811 würde dann auch uU den Akku mit 
Akkusaft laden und andere komische Sachen würden passieren.
Relais kommen eigentlich auch nicht in Frage. Die brauchen einfach zu 
viel Strom.

Hat denn wirklich niemand eine Idee?

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